煤矿废弃地的治理与生态恢复-新闻动态--榆林市地质矿业协会-Powered by www.laoy.net

     一、导言
    矿产资源是人类生存和社会发展的物质基础，是社会财富的重要来源。矿产资源的开发利用不仅极大地促进了经济发展，而且对全球生态环境产生了重大影响。矿产资源的开发利用必然会占用和破坏大量土地，造成环境污染，严重破坏原有的环境景观，引发一系列不可避免的环境问题，影响矿区人民的生产生活环境。因此，恢复和重建退化的生态系统，维持人类生存环境的稳定和可持续发展，是现代生态学研究的重要课题。
    二、矿业废弃地的类型和特征
    采矿废弃地是指因采矿活动而遭到破坏，未经处理不能利用的土地。按其来源可分为四种:
    1、剥离表土、开采岩石碎块和低品位矿石堆积形成的废石堆荒地；
    2、伴随矿产开采形成的大量采矿空区和塌陷区，即废弃的采矿坑；
    3、选矿后的矿石残渣排放堆放形成的尾矿废弃地；
    4、采掘工作面、机械设施、矿井辅助建筑和道路交通等。首先被占用，然后被放弃。
   由于采矿活动的剧烈干扰，采矿废弃地具有许多危害环境的极端物理化学性质。其主要特点是:
    1、表土的破坏导致植物自然生根伸展的介质、水分和养分缺乏，而有毒物质含量过高；
    2、极度贫瘠，氮、磷、钾和有机质含量极低，或养分不平衡；
    3、存在限制植物生长的物质，如重金属含量超标、极端pH值或盐碱化等。；
    4、基质含水量低，干旱现象普遍。
    三、采矿废弃地对生态环境的影响
    大量矿产资源的开采对生态环境的影响是多方面的，从土地资源的占用和破坏、地表景观的改变到环境污染和生物影响，尤其是重金属含量高，其在土壤系统中的污染过程具有隐蔽性、长期性和不可逆性，因此往往对周边地区的生态环境产生重大影响。
    1、占用和破坏大量土地资源
    一般来说，露天开采占用的土地面积是矿区面积的5倍左右。中国有8000多家国有矿山企业和23万多家个体矿山。这些矿山企业在开采矿区的过程中对土地的破坏是惊人的。我国矿区破坏土地2.88万km2，年增长率约467km2，进一步加剧了我国人多地少的矛盾。
    2、地表景观的变化
    露天开采需要砍伐植物，剥离表土，因此地表植被往往消失，取而代之的是大面积的裸露土地；地下开采往往导致地表塌陷和裂缝，影响土地耕作和植被的正常生长，从而导致地貌和景观生态的变化。虽然两种开采方式对土地的破坏方式、程度和途径不同，但必然会改变地表景观，造成数倍于矿区的区域生态和自然景观的破坏。据统计，我国因采矿直接破坏的森林面积累计达106万hm2，破坏的草地面积达26.3万hm2。
     3、环境污染。对人类健康的危害
    采矿废物含有大量酸性、碱性、有毒或重金属成分。这些物质通过径流和大气扩散，污染水、大气、土壤和生物环境，其影响范围远远超出矿区范围。
    重金属污染是矿业废弃地最严重的问题。这些重金属在风和水的侵蚀作用下，可以迅速向四周扩散，并在土壤中积累。当积累达到一定量时，会毒害土壤-植物系统，不仅导致土壤退化，降低作物产量和品质，还会通过径流和淋溶污染地表和地下水，恶化水文环境，通过直接接触和食物链危害人类生命健康。
     4、破坏生物群落的生态平衡和生物多样性
    探矿和采矿引起的地表和地下扰动会对生物群落造成巨大伤害，其中许多扰动是不可逆的。裸露的矿业废弃地不断加剧这种破坏，导致废弃地周围甚至更大范围的生物多样性减少和生态平衡失衡。比如刁江，曾经是河池市有名的鱼乡，那里有20多种鱼。但由于上游大厂、车河的选矿废水污染，鱼虾几乎绝迹。
    5、地面塌陷。诱发地震
    矿业对地质构造的强烈扰动，无论是开采还是废弃矿山，都有地面塌陷和地震的危险。广东凡口铅锌矿地表裂缝影响面积近5km2，受损建筑7万m2，受损农田0.7km2。河流中断，矿井涌水加剧。大同煤矿因采矿空区冒顶发生地震数十次，最大震级达里氏3.4级。
因此，矿区生态环境的恢复与治理是我国一项十分紧迫的任务，是矿区生态安全和矿业可持续发展的关键。
    四、国内外矿业废弃地生态恢复现状
     1、我国矿业废弃地生态恢复的现状
    我国矿业废弃地的生态修复始于20世纪50年代末，但直到80年代仍是零星、分散、小规模、低水平的。1988年，我国颁布了《土地复垦条例》，使我国矿业废弃地生态修复步入法制化轨道。恢复速度和质量大大提高。据统计，1990年至1995年，全国共收回各类废弃地约53.3万hm2，其中1526个大中型矿山收回约4.67万hm2，占全国废弃地总面积的1.62%。然而，对389个乡镇矿区的调查表明，小乡镇矿区对土地破坏严重，生态恢复率几乎为零。总体来看，我国各类矿山废弃地的生态修复不容乐观。
    2、国外矿业废弃地生态恢复现状
    国外矿业废弃地生态修复技术的研究和实施起步较早，尤其是欧美等一些发达国家。基础研究的起点可以追溯到19世纪末。大规模的生态修复工程在20世纪中期普遍展开，在施工技术、土壤改良、政策法规、场地管理等领域取得了大量成果和成功经验。，各有特色。
     美国采矿业的生态恢复始于20世纪30年代，1977年颁布了《露天采矿管理与恢复(复垦)法》。此外，各州还出台了许多土地复垦法规，使土地复垦工作走上了正式的法制化轨道。在完善管理制度的同时，采取严格的执法措施，主要措施是采矿许可证制度和复垦保证金制度，并采取各种政策筹集复垦资金。
   澳大利亚的矿业恢复取得了巨大的进步和显著的成就，被认为是世界上处理扰动土地较为先进和成功的国家。土地复垦和生态恢复已纳入采矿流程，并由政府出资。
    德国是世界上重要的煤炭开采国，煤炭年产量达2亿吨，主要以露天开采为主。德国政府非常重视废弃煤矿的复垦和生态恢复，早在上世纪20年代就开始对废弃露天煤矿进行复垦。到1996年，中国有1534平方公里的土地被煤矿破坏，823平方公里。土地复垦和生态修复面积达1000万亩，复垦率达53.5%。
    与国外矿山生态修复工作相比，中国的任务仍然十分艰巨。
    五、矿区废弃地生态恢复与重建方法
    (一)基质改良
    矿区废弃地普遍缺乏氮、磷、钾等营养元素。，但这些很难通过自然过程恢复，或者需要很长时间，必须人工恢复。土壤作为植物生长的介质，其理化性质和营养状况是生态恢复与重建成功的关键。
    1、表土转化
    开发前，应将表层30cm和亚层30cm ~ 60cm的土壤剥离并储存密封，以便工程结束后放回原位。这样，虽然植被被破坏了，但土壤基本保持原样，土壤的营养条件和种子库基本保证了原有植物种群能够快速定居和建设，不需要更多的投入。目前，西欧大多数国家要求所有露天开采工程都采用该技术，而我国只有少数矿山采用该技术。
    2.化学改良
    化学改良主要是指施用化肥、EDTA(乙二胺四乙酸)、酸碱调节物质和一些离子。矿区废弃地土壤缺乏营养，结构不良，含有大量的氮、磷、钾等元素。解决这些问题的方法是添加肥料或利用豆科植物的固氮能力来提高土壤肥力。废弃矿山施肥可以补充作物所需的养分，但速效肥容易淋失，最好多施一点肥，或者选择长效肥。利用固氮植物改良荒地是一种具有良好经济效益和生态效益的方法。可以提高氮肥利用率，但需要采取一些辅助措施，如施磷肥、调节过酸或碱等。改良荒地基质，人工改种豆科植物，扩大其种群优势。
     3.应用有机物质。
     利用有机质改良废弃地意义重大，符合以废治废的原则，具有良好的环境效益和经济效益，其改良效果优于化肥。污水、生活垃圾、泥炭、动物粪便广泛应用于矿业废弃地植被重建的基质改良:
     (1)营养丰富，可改善基质营养状况，养分释放缓慢，可供植物长期利用；
     (2)大量的有机物可以螯合一些重金属离子，缓解其毒性，改善基质的物理结构，提高基质的保水保肥能力；
     (3)农作物秸秆还用作弃耕地的覆盖物，可以提高地表温度，保持湿度，有利于种子萌发和幼苗生长；秸秆还可以改善基质的物理结构，增加基质养分，促进养分转化。
    (二)植被恢复
    矿区的表土和植被往往被破坏得面目全非，整个生态系统遭到破坏。植被恢复不仅起到建立退化生态系统初始植物群落的作用，而且促进土壤结构和肥力、土壤微生物和动物的恢复，从而促进整个生态系统结构和功能的恢复和重建。从植物生长所需条件分析，植被恢复最重要的因素是植物种类选择和土壤条件。
    1、植物种类的选择
    在矿业废弃地植被恢复重建的初期，植物种类的选择至关重要，应因时因地选择适宜的植物种类。根据矿区废弃地的极端环境条件，选择植物种类时应遵循以下原则:
    (1)选择生长快、适应性强、抗逆性好、成活率高的植物；
    (2)优先发展具有改良土壤能力的固氮植物；
    (3)尽量选择当地优良的乡土和先锋树种，或引进国外速生树种；
    (4)在选择树种时，不仅要考虑经济价值高，还要考虑树种的多功能效益，包括抗旱、耐湿、抗污染、抗风沙、抗瘠薄、抗病虫害和经济价值高。特别是那些自然定居在采矿废弃地的植物，能适应极端条件，有很强的忍耐力和可塑性，应该优先考虑。
     2、土壤条件
     土壤作为植物生长的介质，其理化性质和营养状况是生态恢复与重建成功的关键。目前，该领域研究的主要问题是:
     (1)土壤物理条件的改善。布拉德的研究表明，当土壤容重超过1.8时，就会制约植物根系的生长。改善土壤物理条件的目标是增加土壤孔隙度，降低土壤容重，改善土壤结构，常用的手段有翻耕、施肥、掺入锯末和粉煤灰等；
    (2)改善土壤营养。贫瘠的土壤可以通过种植速生草本植物，加速腐殖质层的形成来改良。施用石灰和磷矿粉可以改良酸性土壤；碱性土壤可以通过合理施肥和化学调节剂进行调节；
    (3)清除土壤中的有毒物质。Baath的研究表明，如果荒地中存在不利的pH条件、高盐浓度或高浓度的有毒重金属离子，即使在荒地中添加各种主要养分(N、P、K)也不能促进植物生长。
    六、不及物动词措施
    1、加强立法，成立专门的管理机构，负责全国矿区生态环境修复的法律法规制定、治理实施、规划审批、监督检查；
    2、严格执行采矿许可证制度，制定严格的整治标准；
    3、矿山生态恢复应与矿山开发同时进行。在开发初期应制定详细的生态规划方案和具体的技术措施，将早期恢复措施与开发过程相结合，进行环境和经济分析，实现开发与恢复同步进行；
    4、生态修复因地制宜，坚持可持续发展的原则，实现生态、经济和社会效益的协调统一。
    七、结论
    中国是一个人多地少的国家，当前高速的社会化进程对土地资源提出了更高的要求。因此，做好废弃矿区的恢复重建工作，关系到我国生态经济的可持续发展，具有十分重要的现实意义。根据废弃矿区的特点，采取有效措施，实施不同目标的恢复。在依靠科技的同时，加强执法和制度完善，恢复我国废弃矿区的生态功能，发挥其应有的作用。

煤矿废弃地的治理与生态恢复

时间：2022/12/18 8:53:57

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